Svatyně, která se nachází v blízkosti skalního útesu a je téměř celá vytesaná do skály, byla postavena na místě, kde se podle pověsti kolem roku 1000 zjevila Madona dívce z Campolemisi. Posvátný obraz, jehož obrys tvoří socha z vrbového dřeva, která dodnes existuje a je předmětem úcty, je uctíván pod jménem Madonna della Penna. Měsíc květen je tradičně zasvěcen Madoně a je v něm přítomno mnoho lidí, kteří se vydávají na pouť k poustevně. V presbytáři a sakristii je dodnes patrná živá skála, zatímco primitivní kostelík procházel od 14. století různými fázemi rozšiřování a obohacování staveb a rouch, jak rostla sláva a úcta Panny Marie z Grotty. Na počátku 18. století byla postavena dvojitá kolonáda průčelí a grotta rozšířena o sakristii. Po pět století, až do roku 1868, o ni pečovali poustevníci z Calomini, nyní je péče svěřena otcům kapucínům z Luccy.
